Tot i que els nematodes paràsits de les plantes pertanyen als perills dels nematodes, no són plagues de plantes, sinó malalties de les plantes.
El nematode del nus de les arrels (Meloidogyne) és el nematode paràsit de plantes més distribuït i nociu del món. S'estima que més de 2000 espècies de plantes al món, incloent-hi gairebé tots els cultius, són molt sensibles a la infecció per nematodes del nus de les arrels. Els nematodes del nus de les arrels infecten les cèl·lules del teixit radicular hoste per formar tumors, afectant l'absorció d'aigua i nutrients, provocant un creixement retardat de la planta, nanisme, groguenc, marciment, enrotllament de les fulles, deformitat del fruit i fins i tot la mort de tota la planta, cosa que provoca una reducció global del cultiu.
En els darrers anys, el control de malalties dels nematodes ha estat el focus de les empreses i instituts de recerca de protecció vegetal a nivell mundial. El nematode del quist de la soja és una raó important per a la reducció de la producció de soja al Brasil, els Estats Units i altres països importants exportadors de soja. Actualment, tot i que s'han aplicat alguns mètodes físics o mesures agrícoles per al control de malalties dels nematodes, com ara: la detecció de varietats resistents, l'ús de portaempelts resistents, la rotació de cultius, la millora del sòl, etc., els mètodes de control més importants continuen sent el control químic o el control biològic.
Mecanisme d'acció de la unió arrel
El cicle vital del nematode del nus de les arrels consisteix en ou, larva de primer estadi, larva de segon estadi, larva de tercer estadi, larva de quart estadi i adult. La larva és petita, semblant a un cuc, l'adult és heteromòrfic, el mascle és lineal i la femella té forma de pera. Les larves de segon estadi poden migrar a l'aigua dels porus del sòl, buscar l'arrel de la planta hoste a través dels al·lels sensibles del cap, envair la planta hoste perforant l'epidermis des de la zona d'elongació de l'arrel hoste i després viatjar a través de l'espai intercel·lular, moure's fins a la punta de l'arrel i arribar al meristem de l'arrel. Després que les larves de segon estadi arribessin al meristem de la punta de l'arrel, les larves tornen a la direcció del feix vascular i arriben a la zona de desenvolupament del xilema. Aquí, les larves de segon estadi perforen les cèl·lules hostes amb una agulla oral i injecten secrecions de les glàndules esofàgiques a les cèl·lules de l'arrel hoste. L'auxina i diversos enzims continguts a les secrecions de les glàndules esofàgiques poden induir les cèl·lules hostes a mutar en "cèl·lules gegants" amb nuclis multinucleats, rics en suborgànuls i amb un metabolisme vigorós. Les cèl·lules corticals que envolten les cèl·lules gegants proliferen, creixen massa i s'inflen sota la influència de les cèl·lules gegants, formant els símptomes típics dels nòduls radiculars a la superfície de l'arrel. Les larves de segon estadi utilitzen cèl·lules gegants com a punts d'alimentació per absorbir nutrients i aigua i no es mouen. En condicions adequades, les larves de segon estadi poden induir l'hoste a produir cèl·lules gegants 24 hores després de la infecció i convertir-se en cucs adults després de tres mudes en els 20 dies següents. Després d'això, els mascles es mouen i abandonen les arrels, les femelles romanen estacionàries i continuen desenvolupant-se, començant a pondre ous al cap d'uns 28 dies. Quan la temperatura és superior a 10 ℃, els ous eclosionen al nòdul radicular, les larves de primer estadi s'infiltren als ous, les larves de segon estadi surten dels ous i abandonen l'hoste al sòl per tornar a infectar-se.
Els nematodes dels nusos de les arrels tenen una àmplia gamma d'hostes, que poden ser paràsits de més de 3.000 tipus d'hostes, com ara hortalisses, cultius alimentaris, cultius comercials, arbres fruiters, plantes ornamentals i males herbes. Les arrels de les hortalisses afectades pels nematodes dels nusos de les arrels formen primer nòduls de diferents mides, que són de color blanc lletós al principi i de color marró pàl·lid a la fase posterior. Després de la infecció amb el nematode dels nusos de les arrels, les plantes a terra eren curtes, les branques i les fulles estaven atrofiades o groguenques, el creixement era retardat, el color de les fulles era clar i el creixement de les plantes greument malaltes era feble, les plantes es van marcir per la sequera i tota la planta va morir de manera greu. A més, la regulació de la resposta de defensa, l'efecte d'inhibició i el dany mecànic dels teixits causat pels nematodes dels nusos de les arrels als cultius també va facilitar la invasió de patògens transmesos pel sòl, com ara la marchitació per fusarium i els bacteris de la podridura de les arrels, formant així malalties complexes i causant pèrdues més grans.
Mesures de prevenció i control
Els linicides tradicionals es poden dividir en fumigants i no fumigants segons els diferents mètodes d'ús.
Fumigant
Inclou hidrocarburs halogenats i isotiocianats, i els no fumigants inclouen organofosforats i carbamats. Actualment, entre els insecticides registrats a la Xina, el bromometà (una substància que esgota la capa d'ozó, que s'està prohibint gradualment) i la cloropicrina són compostos d'hidrocarburs halogenats, que poden inhibir la síntesi de proteïnes i les reaccions bioquímiques durant la respiració dels nematodes del nus de les arrels. Els dos fumigants són l'isotiocianat de metil, que pot degradar i alliberar isotiocianat de metil i altres compostos moleculars petits al sòl. L'isotiocianat de metil pot entrar al cos del nematode del nus de les arrels i unir-se a la globulina transportadora d'oxigen, inhibint així la respiració del nematode del nus de les arrels per aconseguir un efecte letal. A més, el fluorur de sulfuril i la cianamida de calci també s'han registrat com a fumigants per al control dels nematodes del nus de les arrels a la Xina.
També hi ha alguns fumigants d'hidrocarburs halogenats que no estan registrats a la Xina, com ara l'1,3-dicloropropilè, el iodometà, etc., que estan registrats en alguns països d'Europa i els Estats Units com a substituts del bromometà.
No fumigant
Incloent-hi organofòsfors i carbamats. Entre els linicides no fumigats registrats al nostre país, el fosfina tiazoli, el metanòfos, el foxifòs i el clorpirifòs pertanyen als organofòsfors, mentre que el carboxanil, l'aldicarb i el carboxanil butatiocarb pertanyen al carbamat. Els nematocides no fumigats interrompen la funció del sistema nerviós dels nematodes del nus de l'arrel unint-se a l'acetilcolinesterasa a les sinapsis dels nematodes del nus de l'arrel. Normalment no maten els nematodes del nus de l'arrel, sinó que només fan que els nematodes del nus de l'arrel perdin la seva capacitat de localitzar l'hoste i infectar, per la qual cosa sovint se'ls anomena "paralitzadors de nematodes". Els nematocides tradicionals no fumigats són agents nerviosos altament tòxics, que tenen el mateix mecanisme d'acció sobre vertebrats i artròpodes que els nematodes. Per tant, sota les restriccions dels factors ambientals i socials, els principals països desenvolupats del món han reduït o aturat el desenvolupament d'insecticides organofosforats i carbamats, i s'han decantat pel desenvolupament d'alguns nous insecticides d'alta eficiència i baixa toxicitat. En els darrers anys, entre els nous insecticides no carbamats/organofosforats que han obtingut el registre de l'EPA hi ha l'etil espiralat (registrat el 2010), la difluorosulfona (registrada el 2014) i la fluopiramida (registrada el 2015).
Però, de fet, a causa de l'alta toxicitat i la prohibició dels pesticides organofosforats, no hi ha gaires nematocides disponibles actualment. A la Xina es van registrar 371 nematocides, dels quals 161 eren l'ingredient actiu de l'abamectina i 158 eren l'ingredient actiu del tiazofòs. Aquests dos ingredients actius eren els components més importants per al control dels nematodes a la Xina.
Actualment, no hi ha gaires nematocides nous, entre els quals el sulfòxid de fluorè, l'espiròxid, la difluorosulfona i la fluopiramida són els líders. A més, pel que fa als biopesticides, el Penicillium paraclavidum i el Bacillus thuringiensis HAN055 registrats per Kono també tenen un fort potencial de mercat.
Patent global per al control del nematode del nus de l'arrel de la soja
El nematode del nus de l'arrel de la soja és una de les principals causes de la reducció del rendiment de la soja als principals països exportadors de soja, especialment els Estats Units i el Brasil.
Durant l'última dècada s'han presentat un total de 4287 patents de protecció fitosanitària relacionades amb els nematodes del nus de l'arrel de la soja a tot el món. El nematode del nus de l'arrel de la soja del món s'ha sol·licitat principalment patents en regions i països, el primer és l'Oficina Europea, el segon és la Xina i els Estats Units, mentre que la zona més greu del nematode del nus de l'arrel de la soja, el Brasil, només té 145 sol·licituds de patents. I la majoria provenen d'empreses multinacionals.
Actualment, l'abamectina i la fosfina tiazol són els principals agents de control dels nematodes de les arrels a la Xina. I el producte patentat fluopiramida també ha començat a comercialitzar-se.
Avermectina
El 1981, l'abamectina es va introduir al mercat com a control contra els paràsits intestinals en mamífers, i el 1985 com a pesticida. L'avermectina és un dels insecticides més utilitzats actualment.
Tiazat de fosfina
El fosfina tiazol és un insecticida organofosforat no fumigat nou, eficient i d'ampli espectre desenvolupat per l'empresa Ishihara al Japó, i s'ha comercialitzat en molts països com el Japó. Estudis preliminars han demostrat que el fosfina tiazoli té endosorció i transport a les plantes i té una activitat d'ampli espectre contra nematodes i plagues paràsits. Els nematodes paràsits de les plantes perjudiquen molts cultius importants, i les propietats biològiques, físiques i químiques del fosfina tiazol són molt adequades per a l'aplicació al sòl, per la qual cosa és un agent ideal per controlar els nematodes paràsits de les plantes. Actualment, el fosfina tiazoli és un dels únics nematocides registrats en hortalisses a la Xina, i té una excel·lent absorció interna, per la qual cosa no només es pot utilitzar per controlar nematodes i plagues de la superfície del sòl, sinó que també es pot utilitzar per controlar els àcars de les fulles i les plagues de la superfície de les fulles. El principal mode d'acció dels fosfina tiazolids és inhibir l'acetilcolinesterasa de l'organisme objectiu, cosa que afecta l'ecologia del segon estadi larvari del nematode. El fosfina tiazol pot inhibir l'activitat, el dany i l'eclosió dels nematodes, de manera que pot inhibir el creixement i la reproducció dels nematodes.
Fluopiramida
La fluopiramida és un fungicida de piridil etil benzamida, desenvolupat i comercialitzat per Bayer Cropscience, que encara es troba en període de patent. La fluopiramida té una certa activitat nematicida i ha estat registrada per al control del nematode del nus de l'arrel en els cultius, i actualment és un nematicida més popular. El mecanisme de la seva acció és inhibir la respiració mitocondrial bloquejant la transferència d'electrons de la succínica deshidrogenasa a la cadena respiratòria i inhibir diverses etapes del cicle de creixement dels bacteris patògens per aconseguir l'objectiu de controlar els bacteris patògens.
L'ingredient actiu de la fluropiramida a la Xina encara es troba en període de patent. De les seves sol·licituds de patents en nematodes, 3 són de Bayer i 4 són de la Xina, que es combinen amb bioestimulants o diferents ingredients actius per controlar els nematodes. De fet, alguns ingredients actius dins del període de patent es poden utilitzar per dur a terme algun disseny de patent per endavant per capturar el mercat. Com ara excel·lents plagues de lepidòpters i l'agent de trips etil policidina, més del 70% de les patents de sol·licitud nacionals són sol·licitades per empreses nacionals.
Pesticides biològics per al control de nematodes
En els darrers anys, els mètodes de control biològic que substitueixen el control químic dels nematodes dels nusos de les arrels han rebut una àmplia atenció tant a nivell nacional com internacional. L'aïllament i la detecció de microorganismes amb una alta capacitat antagonista contra els nematodes dels nusos de les arrels són les condicions principals per al control biològic. Les principals soques reportades sobre microorganismes antagonistes dels nematodes dels nusos de les arrels van ser Pasteurella, Streptomyces, Pseudomonas, Bacillus i Rhizobium. Myrothecium, Paecilomyces i Trichoderma, però, alguns microorganismes van tenir dificultats per exercir els seus efectes antagonistes sobre els nematodes dels nusos de les arrels a causa de les dificultats en el cultiu artificial o l'efecte inestable del control biològic al camp.
Paecilomyces lavviolaceus és un paràsit eficaç dels ous del nematode del node radicular meridional i de Cystocystis albicans. La taxa de paràsits dels ous del nematode del node radicular meridional és de fins al 60%~70%. El mecanisme d'inhibició de Paecilomyces lavviolaceus contra els nematodes del node radicular és que després del contacte de Paecilomyces lavviolaceus amb els oocists del cuc de la línia, en el substrat viscós, el miceli dels bacteris de biocontrol envolta tot l'ou i l'extrem del miceli es torna gruixut. La superfície de la closca de l'ou es trenca a causa de les activitats dels metabòlits exògens i la quitinasa fúngica, i després els fongs la envaeixen i la substitueixen. També pot secretar toxines que maten els nematodes. La seva funció principal és matar els ous. Hi ha vuit registres de pesticides a la Xina. Actualment, Paecilomyces lilaclavi no té una forma de dosificació composta per a la venda, però el seu disseny de patent a la Xina té una patent per combinar-lo amb altres insecticides per augmentar l'activitat d'ús.
Extracte de plantes
Els productes vegetals naturals es poden utilitzar amb seguretat per al control del nematode dels nusos de les arrels, i l'ús de materials vegetals o substàncies nematoïdals produïdes per les plantes per controlar les malalties del nematode dels nusos de les arrels s'ajusta més als requisits de seguretat ecològica i seguretat alimentària.
Els components nematoïdals de les plantes existeixen en tots els òrgans de la planta i es poden obtenir per destil·lació al vapor, extracció orgànica, recollida de secrecions d'arrels, etc. Segons les seves propietats químiques, es divideixen principalment en substàncies no volàtils amb solubilitat en aigua o solubilitat orgànica i compostos orgànics volàtils, entre els quals les substàncies no volàtils representen la majoria. Els components nematoïdals de moltes plantes es poden utilitzar per al control dels nematodes del nus de l'arrel després d'una simple extracció, i el descobriment d'extractes de plantes és relativament senzill en comparació amb els nous compostos actius. Tanmateix, tot i que té efecte insecticida, el veritable ingredient actiu i el principi insecticida sovint no estan clars.
Actualment, el neem, la matrina, la veratrina, l'escopolamina, la saponina del te, etc., són els principals pesticides comercials per a plantes amb activitat de destrucció de nematodes, que són relativament pocs, i es poden utilitzar en la producció de plantes inhibidores de nematodes mitjançant la interplantació o l'acompanyament.
Tot i que la combinació d'extractes de plantes per controlar el nematode del nus de l'arrel tindrà un millor efecte de control de nematodes, encara no s'ha comercialitzat completament en l'etapa actual, però encara proporciona una nova idea perquè els extractes de plantes controlin el nematode del nus de l'arrel.
Fertilitzant bioorgànic
La clau dels fertilitzants bioorgànics és si els microorganismes antagonistes es poden multiplicar al sòl o a la rizosfera. Els resultats mostren que l'aplicació d'alguns materials orgànics com ara closques de gambes i crancs i farina d'oli pot millorar directament o indirectament l'efecte de control biològic del nematode del nus de les arrels. L'ús de la tecnologia de fermentació sòlida per fermentar microorganismes antagonistes i fertilitzants orgànics per produir fertilitzants bioorgànics és un nou mètode de control biològic per controlar la malaltia del nematode del nus de les arrels.
En l'estudi del control de nematodes vegetals amb fertilitzants bioorgànics, es va trobar que els microorganismes antagonistes dels fertilitzants bioorgànics tenien un bon efecte de control sobre els nematodes dels nusos radiculars, especialment el fertilitzant orgànic elaborat a partir de la fermentació de microorganismes antagonistes i el fertilitzant orgànic mitjançant tecnologia de fermentació sòlida.
Tanmateix, l'efecte de control dels fertilitzants orgànics sobre els nematodes dels nusos radiculars té una gran relació amb el medi ambient i el període d'ús, i la seva eficiència de control és molt inferior a la dels pesticides tradicionals, i és difícil de comercialitzar.
Tanmateix, com a part del control de fàrmacs i fertilitzants, és factible controlar els nematodes afegint pesticides químics i integrant aigua i fertilitzants.
Amb el gran nombre de varietats de cultius individuals (com ara el moniato, la soja, etc.) plantades al país i a l'estranger, l'aparició de nematodes és cada cop més greu, i el control dels nematodes també s'enfronta a un gran repte. Actualment, la majoria de les varietats de pesticides registrades a la Xina es van desenvolupar abans de la dècada de 1980, i els nous compostos actius són greument insuficients.
Els agents biològics tenen avantatges únics en el procés d'ús, però no són tan eficaços com els agents químics i el seu ús està limitat per diversos factors. A través de les sol·licituds de patents pertinents, es pot veure que el desenvolupament actual de nematocides encara es basa en la combinació de productes antics, el desenvolupament de biopesticides i la integració d'aigua i fertilitzants.
Data de publicació: 20 de maig de 2024